电子化低功耗芯片提供更智能的人工智能

一种将成像、处理、机器学习和记忆结合在一起的芯片正在通过模仿人脑处理视觉信息的方式来增强人工智能。这个器件的灵感来自光遗传技术；生物技术工具允许科学家通过激光刺激和操纵神经元来潜入人体的电学系统。它由超薄黑磷制造，根据不同光的波长改变电阻。将不同颜色的光束照射到芯片上可实现成像和记忆存储等功能。由于这个器件将多个组件和功能集成到单个平台上，类似于人脑，因此能够明显提高效率和准确性。由神经学启发的硬件设计目的是减少对软件和场外数据处理的依赖。

片上技术结合所需的核心软件来驱动带有图像捕获硬件的AI，集成在单个电子器件中。RMIT University供图。

RMIT副教授Sumeed Walia说：“想象一下，在一辆装有这种神经学启发的硬件的汽车中，摄像头可以识别灯光、标志和物体，并实时做出决策而不需要连接到互联网。通过将所有产品集成到一个芯片中，我们可以在自主的和由AI 驱动的决策中提供前所未有的效率和速度。”

这项技术基于同一团队在早期引入的一个芯片原型，该晶元使用光来创建和修改记忆。芯片当前自带的迭代功能允许芯片获取和自动增强图像识别以及对数字进行分类。该芯片经过额外训练可以识别精度超过90%的图案和图像。

据主要作者Taimur Ahmed称，与现有技术相比，光基计算速度更快、更准确，所消耗的能量也明显减少。他说：“通过将这么多核心功能封装到一个紧凑的纳米级器件中，我们可以拓宽机器学习和人工智能的视野，将其集成到更小尺寸的应用中。例如，如果将我们的芯片与人造视网膜一起使用，科学家能够将这种新兴技术小型化并且提高仿生眼的准确性。” Ahmed说，这种芯片原型是朝着芯片上人脑技术的终极目标迈出的重要一步，这项技术能够像人类一样从环境中学习。

这项研究成果发表在《Advanced Materials》上。(www.doi.org/10.1002/adma.202004207).

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